Bagaimana Bom Atom Dibuat dan Diledakan?

Saat ini banyak negara yang telah memiliki senjata nuklir maupun bom atom, di antaranya Rusia, Amerika Serikat, Britania Raya (Inggris), Perancis, Korea Utara, Cina, Iran, Israel, India, dan Pakistan.

Senjata-senjata nuklir ataupun bom atom memiliki kekuatan yang sangat menakutkan karena mempunyai daya hancur sangat kuat sehingga mampu memusnahkan suatu kota bahkan suatu negara. Dalam sejarah umat manusia, senjata nuklir yakni bom atom telah digunakan dua kali pada perang dunia II oleh Amerika Serikat yang dijatuhkan di Kota Hirosima dan Nagasaki. 

Kekuatannya yang sangat dahsyat membuat kedua kota ini rata dengan tanah hanya dalam hitungan detik. Korban jiwa mulai dari anak-anak hingga orang dewasa dari kedua kota mencapai 210.000 orang.

Pada waktu itu kekuatan bom atom tersebut adalah 20 kilo (ribuan) ton TNT, sedangkan senjata nuklir saat ini memiliki daya ledak 70 mega (Jutaan) ton TNT.  

Coba dibayangkan, hanya dengan kekuatan 20 kilo (ribuan) ton TNT kota Hirosima dan Nagasaki lenyap seketika, apalagi senjata nuklir sekarang yang kekuatannya mencapai 70 mega (Jutaan) ton TNT digunakan dalam perang.

Bisa saja suatu pulau bahkan suatu negara lengap dalam sekali kedipan mata. Hal ini membuktikan bahwa perkembangan ilmu pengetahuan benar-benar menakutkan. Oleh sebab itu, jika ilmu pengetahuan tidak digunakan dengan baik maka bumi yang kita cintai ini dapat hilang dari jagat raya ini.

Daya hancur dari senjata nuklir ataupun bom atom berasal dari reaksi fisi nuklir dan fusi nuklir dalam bom atom ataupun senjata nuklir itu sendiri.

Fisi inti adalah proses dimana suatu inti berat (nomor massa > 200) membelah diri membentuk inti-inti yang lebih kecil dengan massa menengah dan satu atau lebih neutron. Penerapan pertama kali fisi inti adalah dalam pengembangan bom atom (atomic bomb, A-bombs). 

Faktor krusial dalam rancangan bom ini adalah penentuan massa kritis untuk bom itu. Massa kritis yaitu massa minimum material terfisikan yang di perlukan untuk membangkitkan reaksi rantai inti yang dapat berlangsung sendiri.

Satu bom atom yang kecil setara dengan 20.000 ton TNT (trinitrotoluena). Karena satu ton TNT menghasilkan sekitar 4 x 109 J energi, maka 20.000 ton TNT menghasilkan 8 x 108 J. Berdasarkan penelitian diketahui bahwa 1 mol (235 g) uranium-235 menghasilkan energi 2 x 10¹³ J ketika mengalami reaksi fisi.

Jadi massa isiotop dalam satu bom kecil sekurang-kurangnya adalah sebagai berikut.

Skema diagram dari bom atom seperti yang ditunjukan pada gambar berikut ini.

Bom atom tidak pernah dirakit dengan massa kritis yang telah ada. Namun massa kritis ini dibentuk dengan menggunakan bahan peledak konvensional, seperti TNT, untuk memaksakan bagian-bagian terfisikan bersatu.

Uranium-235 adalah bahan terfisikan dalam bom atom yang di jatuhkan di Hirosima, Jepang, pada tanggal 6 agustus 1945. Sedangkan plutonium-239 di gunakan dalam bom atom yang meledak di Nagasaki tiga hari kemudian yakni tanggal 9 agustus 1945. 

Bom atom yang dijatuhkan di Hirosima diberi nama “Little Boy”, sedangkan yang dijatuhkan di Nagasaki diberi nama “Fat Man”. Reaksi fisi yang terjadi dalam kedua kasus ini sama, demikian juga daya rusaknya. 

Reaksi fisi uranium-235 diawali dengan pembombardiran uranium-235 dengan neutron lambat, yang kecepatannya sebanding dengan kecepatannya sebanding dengan kecepatan molekul udara pada suhu kamar.

Pada kondisi ini uranium-235 mengalami fisi seperti yang ditunjukan pada gambar berikut ini.

Berdasarkan gambar di atas dapat diketahui bahwa ketika inti uranium ditembak dengan neutron maka uranium-235 membelah menjadi dua inti yang lebih kecil disertai dengan pelepasan sejumlah energi ke lingkungan. 

Energi yang dilepaskan sangat besar sehingga reaksi ini sangat eksotermik, terutama jika dibandingkan dengan batu bara. 

Coba perhatikan penjelasan di atas, 235 gram uranium-235 menghasilkan energi 20.000.000.000.000 J, sedangkan 1 ton batu bara hanya menghasilkan energi sekitar 50.000.000 J.

Sebenarnya reaksi ini sangat sangat rumit dan lebih dari 30 jenis unsur baru ditemukan dalam produk-produk fisi ini. 

Salah satu reaksi yang dapat mewakili adalah sebagai berikut.

Ciri penting dari uranium-235 bukan saja besarnya jumlah energi yang di lepaskan, tetapi juga kenyataan bahwa lebih banyak neutron yang dihasilkan dibandingkan dengan yang semula ditangkap dalam prosesnya. 

Reaksi ini memungkinkan berlangsungnya reaksi rantai inti, yaitu serangkain reaksi rantai fisi inti yang dapat berlangsung sendiri tanpa bantuan.

Berikut reaksi rantai yang terjadi ketika uranium-235 ditembak dengan neutron.

Neutron yang dihasilkan selama tahap awal dari fisi dapat mengakibatkan terjadinya fisi dalam inti uranium-235 lain, yang selanjutnya menghasilkan neutron lebih banyak dan seterusnya. 

Dalam kurun waktu satu detik, reaksi dapat menjadi tak terkendali serta membebaskan banyak kalor ke lingkungan.

DAFTAR PUSTAKA

- Indymedia. The Hiroshima Day, Remember Hiroshima. Di Akses pada Selasa, 12 Juni 2017.

- Wikipedia. Senjata Nuklir. Di Akses pada hari Senin, 11 Juni 2017.

- Chang, Raymond. 2010. CHEMISTRY, 10 th Edition. McGraw-Hill.